Способы испытаний оборудования судов на швартовах с использованием устройств, имитирующих эксплуатационные нагрузки, получили название имитационных. Сами устройства называют нагрузочными. Рассмотрим некоторые из имитационных способов испытаний.
Способы нагружения главных двигателей. В процессе испытаний важно установить, как взаимодействуют гребной винт и энергетическая установка; достигаются ли расчетные характеристики: скорость судна, номинальная мощность и частота вращения двигателя. На швартовных испытаниях у винта нет аксиального перемещения, и поэтому двигатель не может развивать полные обороты при номинальной мощности. В этих случаях говорят, что винт становится «тяжелым». Чтобы «облегчить» винт, необходимо дать ему аксиальное перемещение и, следовательно, необходим выход судна на ходовые испытания.
Однако были предложены и другие методы «облегчения» винта взамен ходовых испытаний. Эти методы базируются на следующих положениях.
Графическую зависимость между мощностью или крутящим моментом гребного винта и его частотой вращения называют винтовой характеристикой гребного винта.
На швартовных и ходовых испытаниях винтовые характеристики гребного винта будут разными, несмотря на одинаковые его геометрические размеры. Это объясняется тем, что условия работы винта на судне зависят от частоты вращения и мощности двигателя, сопротивления движению судна, его скорости и т. д. При работе на швартовах двигатель не может развивать номинальные или спецификациояные мощности и частоту вращения, т. е. гребной винт «тяжелый». Следовательно, на швартовах невозможно с таким винтом регулировать и испытывать двигатель на спецификациоиных параметрах. Необходимо разгрузить винт по моменту и упору при его работе на швартовах, только тогда будут достигнуты ходовые характеристики для испытания двигателя.
Для этой цели используют разгрузочные устройства нескольких типов, которые можно разделить на две группы.
Устройства первой группы в основном создают нерегулируемое нагружение двигателя, т. е. испытания проводят только на одной винтовой характеристике. К этой группе принадлежат гидротормоз (рис. 110), кольцевые и циркуляционные устройства.
Устройства второй группы позволяют получить различные винтовые характеристики (у ледоколов, буксиров, траулеров и др.). К этой группе относятся устройства для подвода к винту сжатого или атмосферного воздуха и потоконаправляющие камеры.
Гидротормоз представляет собой диск с лопатками, насаженный на гребной вал вместо винта, создающий при вращении тормозной крутящий момент, равный по значению моменту гребного винта. При работе гидротормоза не создается упор, а происходит лишь засасывание у ступицы и выброс воды у наружного обода. Испытания можно производить на стапеле.
Кольцевое разгрузочное устройство состоит из полого кольца трапецеидального сечения с вырезами на носовой стенке и пазами для захода винта. Происходит искусственное уменьшение площади диска гребного винта, что уменьшает упор и момент, т. е. обеспечиваются ходовые характеристики при нагружении энергетической установки в период швартовных испытаний.